[發(fā)明專利]一種短纖維增強(qiáng)熱塑樹脂造粒方法及設(shè)備

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• 申請日: 2020-05-24
• 公開（公告）號: CN113715190A
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 戴金玲;冒興業(yè)
• 申請（專利權(quán)）人: 南京啟復(fù)新材料科技有限公司
• 主分類號: B29B9/06
• 分類號: B29B9/06;B29B9/14
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本發(fā)明公開了一種短纖維增強(qiáng)熱塑樹脂造粒方法及設(shè)備，具體步驟為：原料從進(jìn)料口初步混合進(jìn)入螺桿擠出機(jī)；在螺桿擠出機(jī)中受熱熔融，進(jìn)一步混合后通過螺桿擠出機(jī)出口擠出；經(jīng)熔體流道進(jìn)入模具浸膠；連續(xù)纖維從紗架引出；穿入模具浸膠，形成纖維增強(qiáng)熱塑樹脂線材，從浸膠模具穿出；經(jīng)過冷卻設(shè)備固化成型；由牽引裝置向前牽引；通過剪切裝置剪切成長度為1?25mm的纖維增強(qiáng)熱塑樹脂塑料粒子。造粒設(shè)備包括以下部分：進(jìn)料口、螺桿擠出機(jī)、熔體流道、浸膠模具、紗架、冷卻設(shè)備、牽引裝置、剪切裝置。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了纖維在樹脂中的良好分散，工藝簡單，生產(chǎn)效率高，且粒子的長度可控。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種短纖維增強(qiáng)熱塑樹脂造粒方法及設(shè)備，屬于熱塑樹脂復(fù)合材料制備領(lǐng)域。

背景技術(shù)

熱塑樹脂由于其輕質(zhì)價廉、產(chǎn)量高、可回收性好等優(yōu)點(diǎn)，在市政交通、電子電器、汽車輕量化等領(lǐng)域展現(xiàn)了極大的應(yīng)用前景。但是熱塑樹脂通常力學(xué)強(qiáng)度和模量不足，難以滿足高性能結(jié)構(gòu)件的使用要求。采用短切纖維增強(qiáng)熱塑樹脂，能顯著提高材料的強(qiáng)度和模量，且成本增量可控，是近年來熱塑樹脂行業(yè)發(fā)展的重要方向之一。

但短切纖維增強(qiáng)熱塑樹脂的制備工藝和制備效率一直是制約其發(fā)展的重要因素。熱塑樹脂常溫下多為固體，密度小，難以通過簡單的物理攪拌使得纖維與樹脂混合均勻；而高溫熔融后樹脂粘度大，纖維在其中難以分散；常用的螺桿擠出技術(shù)是將短切纖維與樹脂簡單混合后一起加入螺桿擠出機(jī)，在螺桿的剪切作用下迫使纖維和樹脂混合，雖然均勻性有明顯的提升，但纖維在螺桿中容易被摩擦并剪切，纖維長度不可控制，給材料性能的研究和表征帶來了巨大難題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，而提供一種纖維在樹脂中的分散良好，工藝簡單，生產(chǎn)效率高，且粒子的長度可控的造粒設(shè)備及方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種短纖維增強(qiáng)熱塑樹脂造粒方法，其特征在于，包括：

熱塑樹脂原料倒入帶攪拌功能的進(jìn)料口，攪拌后混合物料進(jìn)入螺桿擠出機(jī)；物料在螺桿擠出機(jī)中受熱熔融，并在螺桿的作用下進(jìn)一步混合，沿螺桿前進(jìn)，通過螺桿擠出機(jī)出口擠出；熔融物料經(jīng)熔體流道進(jìn)入浸膠模具；連續(xù)纖維從紗架引出；纖維穿過浸膠模具纖維穿入口，在模具中通過輥輪延長浸膠路徑，充分浸膠熔融物料，形成纖維增強(qiáng)熱塑樹脂線材；線材從浸膠模具線材穿出口中穿出，經(jīng)過冷卻設(shè)備固化成型；由牽引裝置向前牽引；通過剪切裝置剪切成長度為1-25mm的纖維增強(qiáng)熱塑樹脂粒子。

一種短纖維增強(qiáng)熱塑樹脂造粒設(shè)備，其特征在于，包括：

帶攪拌功能的進(jìn)料口，用于物料的初步混合；可以有一個或多個進(jìn)料口。

螺桿擠出機(jī)，用于物料的加熱熔融及進(jìn)一步混合；螺桿擠出機(jī)的出口連接熔體流道。

熔體流道，物料從螺桿擠出機(jī)出口擠出，經(jīng)此流入浸膠模具；熔體流道下方布置加熱及溫控系統(tǒng)。

浸膠模具，內(nèi)含纖維穿入口、穿出口、浸膠槽和輥輪；纖維從穿入口進(jìn)入，在浸膠槽完成浸膠，在穿出口穿出；浸膠槽下方布置加熱和溫控系統(tǒng)。

紗架，放置成卷的纖維。

冷卻系統(tǒng)，纖維浸膠樹脂后生成連續(xù)纖維增強(qiáng)樹脂線材，線材在冷卻系統(tǒng)冷卻固化。

牽引裝置，將連續(xù)纖維增強(qiáng)樹脂線材牽引向前運(yùn)動。

剪切裝置，將連續(xù)纖維增強(qiáng)樹脂線材剪切成長度為1-25mm的纖維增強(qiáng)熱塑樹脂粒子。

所述螺桿擠出機(jī)包括單螺桿擠出機(jī)、雙螺桿擠出機(jī)；擠出機(jī)出口處連接熔體流道。

所述熔體流道下方布置加熱系統(tǒng)及溫控系統(tǒng)；熔體流道溫度與螺桿擠出設(shè)備擠出口溫度一致。